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Células solares de silicio negro para capturar más luz
En la búsqueda de generar más energía a partir de células solares, muchos científicos tienen sus ojos puestos en la luz infrarroja.
La explosión de un láser especialmente sintonizado en presencia de gas de azufre altera la textura de las células solares para absorber la luz infrarroja. Crédito: Fraunhofer
Aproximadamente una cuarta parte de la energía de la luz solar se pierde esencialmente en las células solares porque no pueden convertir la luz del espectro infrarrojo en electricidad. Eso ha llevado a un campo de investigación activo en el llamado silicio negro, en el que la superficie de las células solares de silicio se modifica para absorber en lugar de reflejar la luz infrarroja.
El instituto de investigación alemán Fraunhofer dice que ha desarrollado una forma de duplicar la eficiencia del silicio negro. Si se incorpora a la fabricación fotovoltaica existente, la técnica podría mejorar la eficiencia de las células de silicio, que promedia alrededor del 17 por ciento, en un 1 por ciento. Dependiendo del costo que agregue la tecnología, eso podría ayudar a reducir el costo de la energía solar.
El silicio negro se fabrica golpeando las células solares con láseres en presencia de gas de azufre para cambiar la textura de las células. Esto estructura la superficie e integra átomos de azufre en la red de silicio, haciendo que el material tratado parezca negro, explica Stefan Kontermann, quien dirige el grupo de investigación Nanomaterials for Energy Conversion en el Fraunhofer Institute. declaración .
Los investigadores de Fraunhofer mejoraron la eficiencia del silicio negro al controlar el pulso láser que impulsa los átomos de azufre hacia la celda de silicio. Cambiar la posición del azufre reduce la cantidad de energía infrarroja necesaria para excitar los electrones para que se conviertan en electricidad. Crea efectivamente un nivel de energía intermedio donde más luz infrarroja es capaz de producir electricidad. Usamos los pulsos de láser para alterar el azufre incrustado con el fin de maximizar el número de electrones que pueden subir y minimizar el número que puede volver a bajar, dice Kontermann.
Los investigadores han creado un dispositivo prototipo y esperan desarrollar un algoritmo para determinar mejor cómo se deben modificar los pulsos láser para cambiar el nivel de energía del azufre. Fraunhofer dijo que tiene la intención de crear una empresa derivada para comercializar la investigación de modo que los fabricantes puedan fabricar células solares en tándem con silicio normal y negro.
El Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Colorado ha desarrollado un tratamiento químico para mejorar el rendimiento del silicio negro, que ha sido autorizado por Tecnología Natcore (ver El silicio negro hace que las células solares sean más baratas).